i
MODIFIKASI SISTEM BAHAN BAKAR KARBURATOR MENJADI SISTEM BAHAN BAKAR INJEKSI PADA HONDA LEGENDA
(TINJAUAN SISTEM PENGAPIAN)
PROYEK AKHIR
Diajukan Kepada Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta Untuk memenuhi Sebagian Persyaratan
Guna Memperoleh Gelar Ahli Madya Teknik
Oleh :
Busana Kusuma Adhi Surya NIM : 12509134056
PROGRAM STUDI TEKNIK OTOMOTIF FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA
v
“Sesungguhnya sesudah kesulitan itu pasti ada kemudahan”
(Qs. Al Insyroh (94) : 6).
“Belajarlah karena tidak ada seorangpun yang dilahirkan dalam keadaan
berilmu, dan tidaklah orang yang berilmu seperti orang yang bodoh”
vi
PENGAPIAN)
Oleh:
Busana Kusuma Adhi Surya 12509134056
ABSTRAK
Tujuan pembuatan proyek akhir modifikasi sepeda motor sistem karburator menjadi sistem injeksi (tinjauan sistem pengapian) adalah mengurangi konsumsi bahan bakar, mengurangi emisi gas buang, meningkatkan performa mesin. Dapat mengetahui perbedaan kinerja sepeda motor sebelum dan setelah dilakukan modifikasi sistem pengapian EFI terkait dengan konsumsi bahan bakar, emisi gas buang dan performa mesin.
Proses perancangan modifikasi diawali dengan pemilihan komponen-komponen injeksi yang akan digunakan, pembelian, pemeriksaan dan penyesuaian modifikasi terhadap komponen, kemudian pengaplikasian komponen-komponen tersebut pada sepeda motor seperti stator, rotor, ECU, O2 sensor, EOT (engine oil temperature), dan kabel bodi, kemudian diikuti dengan penjadwalan waktu kerja dan kalkulasi biaya yang akan dibutuhkan. Proses pengujian meliputi pengujian sistem pengapian, pengujian sistem pengisian, pengujian konsumsi bahan bakar, pengujian emisi gas buang dan pengujian performa mesin sebelum dan sesudah modifikasi untuk mengetahui perbedaan hasil pengujian sebelum dan sesudah modifikasi.
vii
KATA PENGANTAR
Puji syukur atas kehadirat Allah SWT, karena atas limpahan berkat dan
rahmat-Nya, Sehingga penulis dapat menyelesaikan Proyek Akhir dengan judul Modifikasi Sistem Bahan Bakar Konvensional Menjadi Sistem Bahan Bakar
Injeksi pada Sepeda Motor Honda Legenda dengan tinjauan Sistem Kelistrikan. Sehubungan dengan itu, terselesaikannya Proyek Akhir ini tidak lepas dari bantuan, dorongan dan nasehat serta saran dari beberapa pihak. Oleh karena itu,
penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu menyelesaikan Proyek Akhir dan laporan ini, ucapan terima kasih yang
sebesar-besarnya penulis sampaikan kepada yang terhormat :
1. Bapak Dr. Moch. Bruri Triyono, M.Pd. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta.
2. Bapak Dr. Zainal Arifin, MT selaku Kajur Diknik Otomotif Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta.
3. Bapak Moch. Solikin, M.Kes. selaku Kaprodi Teknik Otomotif Fakultas
Teknik Universitas Negeri Yogyakarta.
4. Bapak Amir Fatah, M.Pd. selaku Koordinator Proyek Akhir Program Studi
Teknik Otomotif Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta. 5. Bapak Moch. Solikin, M.Kes. selaku Pembimbing Proyek Akhir.
6. Bapak Sutiman, M.T. selaku Penasehat Akademik kelas D Prodi Teknik
Otomotif Angkatan 2012.
7. Segenap Dosen dan Staf Program Studi Teknik Otomotif Fakultas Teknik
viii
8. Bapak dan Ibu, beserta seluruh keluarga yang selalu memberikan dukungan
baik moril maupun materil sehingga Proyek Akhir dan laporan ini dapat terselesaikan.
9. Teman satu kelompok dalam pengerjaan Proyek Akhir ini, Jangkung Eko
Setiyono yang telah bekerja sama dalam penyelesaian Proyek Akhir ini.
10. Teman-teman kelas D angkatan 2012 yang telah membantu untuk
menyelesaikan Proyek Akhir dan laporan ini.
11. Dan semua pihak yang telah membantu dalam pelaksanaan dan pembuatan Proyek Akhir serta penyusunan laporan ini.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan laporan Proyek Akhir ini masih jauh dari kata sempurna. Untuk itu penulis memohon maaf yang sebesar-besarnya
jika terdapat kesalahan yang disengaja maupun tidak disengaja. Besar harapan, semoga laporan ini dapat berguna bagi pembaca dan semua pihak.
Yogyakarta, Maret 2016
Busana Kusuma Adhi Surya
ix
Halaman
HALAMAN SAMPUL ... i
HALAMAN PENGESAHAN ... ii
HALAMAN PERSETUJUAN ... iii
SURAT PERNYATAAN ... iv
BAB II. PENDEKATAN PEMECAHAN MASALAH A. Sistem Pengapian ... 8
1. Syarat Sistem Pengapian……… 8
2. Koil Pengapian ……….. 11
3. Busi ………... 14
4. Sistem Pengapian CDI……….. 17
5. Sistem Pengapian Honda Legenda dan Yamaha Jupiter Z1………... 23
x
3. Komponen Sistem Injeksi ……… 36
D. Perencanaan Proses Modifikasi ... 38
1. Perbandingan Kompresi... ... 39
2. Konstruksi Mesin... ... 39
3. Perbandingan Campuran Udara dan Bahan Bakar ... 39
BAB III. KONSEP RANCANGAN A. Analisa Kebutuhan Modifikasi ... 41
1. Rencana Kebutuhan Alat ... 42
2. Rencana Kebutuhan Komponen ... 43
B. Perancangan Modifikasi ... 43
1. Perancangan Letak Stator dan Rotor ... 46
2. Perancangan Letak Sensor-sensor ... 49
C. Langkah Modifikasi ... 52
D. Rancangan Pengujian ... 53
1. Pengujian Fungsi Komponen ... 54
2. Pengujian Konsumsi Bahan Bakar ... 56
3. Pengujian Emisi Gas Buang ... 57
4. Pengujian Performa Mesin ... 58
E. Rencana Kegiatan ... 58
F. Perencanaan Biaya ... 59
BAB IV. PROSES, HASIL DAN PEMBAHASAN A. Proses Modifikasi Sistem Pengapian... 61
1. Pemasangan Rotor dan Menentukan Letak Timing Pengapian ... 61
xi
4. Pengujian Saat Terjadi Proses Pengapian ... 69
B. Proses Pengujian Modifikasi Sistem Bahan Bakar ... 70
1. Pengujian Komponen Injeksi ... 70
2. Pengujian Konsumsi Bahan Bakar ... 72
3. Pengujian Emisi Gas Buang ... 74
4. Pengujian Performa Mesin ... 78
C. Hasil Pengujian Modifikasi Sistem Bahan Bakar ... 79
1. Hasil Pengujian Konsumsi Bahan Bakar ... 79
a. Pengujian Konsumsi Bahan Bakar……… 84
b. Pengujian Emisi Gas Buang………. 85
c. Pengujian Performa Mesin………... 86
4. Kalkulasi Biaya ... 87
BAB V. SIMPULAN DAN SARAN A. Simpulan ... 90
B. Keterbatasan Hasil Modifikasi ... 91
C. Saran ... 92
DAFTAR PUSTAKA ... 93
xii
Halaman
Tabel 1. Perbedaan Harga Komponen ... 44
Tabel 2. Jadwal Kegiatan ... 59
Tabel 3. Perencanaan Biaya ... 60
Tabel 4. Kategori L PP RI No. 05 Tahun 2006 ... 77
Tabel 5. Kategori M, N, dan O PP Ri No. 05 Tahun 2006 ... 78
Tabel 6. Hasil Pengujian Konsumsi Bahan Bakar ... 80
Tabel 7. Hasil Pengujian Emisi Gas Buang ... 81
xiii
Halaman
Gambar 1. Proses pengapian ... 10
Gambar 2. Rangkaian primer ketika platina tertutup ... 12
Gambar 3. Rangkaian primer saat platina membuka ... 12
Gambar 4. Hubungan kumparan primer dan kumparan sekunder ... 13
Gambar 5. Grafik batas suhu operasional busi ... 15
Gambar 6. Pengaruh suhu operasional busi ... 16
Gambar 7. Busi panas dan busi dingin ... 16
Gambar 8. Komponen-komponen CDI – AC ... 18
Gambar 9. Cara kerja CDI-AC ... 19
Gambar 10. Sirkuit sistem pengapian CDI dengan arus DC ... 22
Gambar 11. Prinsip terjadinya induksi listrik ... 25
Gambar 12. Rangkaian sistem pengisian tipe DC ... 26
Gambar 13. Rangkaian Generator flywheel magnet ... 27
Gambar 14. Generator AC yang dilengkapi rectifier dan regulator ... 28
Gambar 15. Generator 3 phase ... 30
Gambar 16. Sistem bahan bakar Supra X 125 PGM-FI ... 31
Gambar 17. Skema aliran bahan bakar motor EFI ... 32
Gambar 18. Skema sistem kontrol elektronik Supra X 125 PGM-FI ... 33
Gambar 19. Throttle Body ... 33
Gambar 20. Wiring Diagram Yamaha Jupiter Z1 ... 43
Gambar 21. Stator Legenda (kiri) dan Jupiter Z1(kanan) ... 45
Gambar 22. Rotor Jupiter Z1(kiri) dan Legenda (kanan)... 46
Gambar 23. Rotor Jupiter Z1 yang akan dipasang pada Legenda ... 47
Gambar 24. Letak sensor oksigen ... 48
Gambar 25. Letak sensor temperature oli ... 50
Gambar 26. Rotor Honda Legenda ... 62
Gambar 27. Rotor Yamaha Jupiter Z1 ... 62
Gambar 28. Rotor Jupiter Z1 yang akan dipasang pada Honda Legenda ... 63
Gambar 29. Dudukan stator ... 64
Gambar 30. Dudukan stator yang sudah dilas ... 65
Gambar 31. Letak sensor oksigen ... 66
Gambar 32. Letak sensor temperatur oli ... 67
Gambar 33. Sensor Temperatur Oli ... 68
Gambar 34. Kabel bodi yang sudah terpasang ... 69
Gambar 35. Pengujian Timing Pengapian ... 70
Gambar 36. Proses Pengujian Komponen Injeksi ... 71
Gambar 37. Pengujian O2 sensor ... 72
Gambar 38. Pengujian Sistem Pengisian ... 72
Gambar 39. Pengujian konsumsi bahan bakar sebelum modifikasi ... 73
Gambar 40. Pengujian konsumsi bahan bakar setelah modifikasi ... 74
Gambar 41. Pengujian emisi gas buang ... 75
xiv
Halaman
1. Kartu Bimbingan ... 95
2. Hasil Uji Emisi Gas Buang Sebelum Modifikasi... 96
3. Hasil Uji Emisi Gas Buang Sesudah Modifikasi ... 97
4. Hasil Uji Performa Mesin Sebelum Modifikasi ... 98
5. Hasil Uji Performa Mesin Sesudah Modifikasi ... 99
6. Peraturan pemerintah tentang ambang batas emisi gas buang ... 100
7. Wiring Diagram ... 107
1
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah
Perkembangan jumlah kendaraan bermotor dari waktu ke waktu terus
mengalami peningkatan yang cukup signifikan baik di Indonesia maupun secara Global. Dari data survey yang dilakukan oleh BPS (Badan Pusat
Statistik) mengenai perkembangan jumlah kendaraan bermotor di Indonesia pada tahun 2013, tercatat jumlah kendaraan bermotor dari berbagai jenis (mobil penumpang, bis, truk, dan sepeda motor) yang ada di Indonesia pada
tahun tersebut mencapai total 104.118.969 unit, hal ini menunjukan peningkatan dari tahun sebelumnya yaitu tahun 2012 yang mencapai kurang
lebih 9,3%. Tercatat sebelumnya pada tahun 2012 jumlah kendaraan bermotor telah mencapai 94.373.324 unit (sumber : http://bps.go.id). Diperkirakan pada tahun-tahun berikutnya jumlah kendaraan bermotor di Indonesia akan terus
meningkat dengan peningkatan berkisar antara 9%-11% per tahun, melihat pertumbuhan ekonomi dan daya beli para konsumen kendaraan bermotor di
Indonesia yang cukup tinggi.
Peningkatan jumlah kendaraan bermotor tersebut berbanding lurus dengan peningkatan emisi gas buang yang dihasilkan, dimana hal ini dapat
bermotor tersebut memiliki kontribusi yang cukup besar dalam pencemaran
udara. Sebanyak 70% pencemaran udara disebabkan oleh kendaraan bermotor, sedangkan sisanya dihasilkan oleh cerobong asap industri, dan juga berasal dari sumber pembakaran lain seperti pembakaran sampah, kegiatan
rumah tangga, kebakaran hutan, dsb. (Zainal Arifin: 2009).
Emisi gas buang penyebab polusi udara tersebut mengandung zat berbahaya seperti CO, NOx, dan HC, dimana zat-zat tersebut berbahaya bagi
kesehatan manusia dan lingkungan. Beberapa penyakit yang disebabkan oleh emisi gas buang adalah infeksi saluran pernapasan atas (ISPA), asma,
tuberkulosis, pneumonia dan kanker paru-paru. Data dari badan kesehatan dunia (WHO) terakhir pada tahun 2010 tercatat dari seluruh dunia ada 223.000 orang meninggal dunia karena kanker paru-paru yang disebabkan oleh polusi udara. Polusi udara yang disebabkan oleh emisi gas buang
kendaraan bermotor juga berperan besar dalam perusakan lapisan ozon di atmosfer bumi.
Peningkatan jumlah kendaraan bermotor juga mengakibatkan peningkatan konsumsi para pengguna kendaraan terhadap bahan bakar minyak yang mana cepat atau lambat dapat menyebabkan kelangkaan dari bahan bakar minyak
itu sendiri. Menurut tribunnews.com (2013) menyatakan bahwa konsumsi bahan bakar minyak di Indonesia telah mencapai 1,5 juta barrel perhari.
berbagai pengembangan teknologi terus dilakukan khususnya oleh berbagai
produsen kendaraan bermotor terhadap produk-produknya agar dapat meminimalisir dampak-dampak negatif yang ditimbulkan dari perkembangan kendaraan bermotor tersebut. Pengembangan teknologi ini terus dilakukan
untuk membuat kendaraan bermotor tersebut dapat semakin hemat dalam konsumsi bahan bakar dengan tanpa mengurangi performa mesin yang dihasilkan, serta ramah lingkungan.
Salah satu dari pengembangan teknologi yang dilakukan oleh para produsen kendaraan bermotor adalah menerapkan teknologi sistem bahan
bakar injeksi pada produk kendaraan bermotornya dimana teknologi tersebut adalah hasil pengembangan dari teknologi yang sudah ada sebelumnya, yaitu teknologi sistem bahan bakar konvensional atau sistem bahan bakar
karburator. Pada sistem bahan bakar karburator proses pengatomisasian bahan bakar masih kurang maksimal sehingga terkadang campuran masih kurang
homogen. Saat campuran bahan bakar dan udara tersebut kurang homogen, mengakibatkan tidak semua bahan bakar yang masuk ke ruang bakar dapat terbakar secara sempurna dalam proses pembakaran, sehingga cenderung
menjadi tidak efisien, dan tenaga yang dihasilkan kurang maksimal, dari pembakaran yang kurang sempurna tersebut akan menghasilkan emisi yang
Teknologi sistem bahan bakar injeksi merupakan sebuah sistem mekanis
yang berfungsi mengatur campuran udara dan bahan bakar ke dalam ruang bakar dengan menggunakan kontrol elektronik berdasarkan data input dari berbagai sensor yang ada untuk membaca kondisi dan suhu mesin.
Dibandingkan dengan teknologi sistem bahan bakar konvensional yang masih menggunakan karburator, teknologi sistem bahan bakar injeksi mampu menghasilkan pembakaran yang lebih baik sehingga dapat mengurangi emisi
gas buang dan meningkatkan efisiensi bahan bakar, selain itu dengan hasil pembakaran yang lebih baik diharapkan akan menghasilkan performa mesin
yang lebih baik pula.
Berdasarkan latar belakang tersebut diatas maka penulis memiliki gagasan untuk melakukan modifikasi dengan mengaplikasikan sistem bahan bakar
injeksi pada sepeda motor yang masih menggunakan sistem bahan bakar karburator yaitu Honda Astrea Legenda dengan tinjauan sistem pengapian
EFI (Electric Fuel Injection) sebagai Proyek Akhir.
Modifikasi ini diharapkan dapat membuat konsumsi bahan bakar pada sepeda motor tersebut lebih hemat dari sebelumnya dan mengurangi emisi gas
buang yang berbahaya sehingga lebih ramah lingkungan.
B. Identifikasi Masalah
1. Semakin banyaknya permintaan masyarakat akan kebutuhan sarana
transportasi mengakibatkan produsen membuat kendaraan bermotor secara masal. Hal tersebut mengakibatkan masalah peningkatan pada konsumsi bahan bakar minyak yang merupakan sumber daya dalam
waktu dekat akan habis.
2. Bertambahnya jumlah kendaraan bermotor mengakibatkan peningkatan emisi gas buang yang menghasilkan polusi udara dan mengganggu
kesehatan manusia, oleh sebab itu perlu adanya inovasi teknologi yang dapat meminimalisir dampak tersebut.
3. Pada sistem karburator proses pengatomisasian campuran bahan bakar masih kurang maksimal, sehingga tidak semua bahan bakar yang masuk ke ruang bakar terbakar secara menyeluruh dalam proses pembakaran,
maka konsumsi bahan bakar cenderung kurang menghasilkan emisi dengan kadar gas berbahaya seperti CO dan HC yang tinggi.
C. Batasan Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah dan identifikasi masalah yang telah dijelaskan sebelumnya serta mengingat keterbatasan waktu dan pikiran dari
penulis maka diberikan batasan masalah agar dapat lebih terfokus pada judul Proyek Akhir yang dibuat. Permasalahan yang dikaji dalam hal ini adalah
D. Rumusan Masalah
Dari batasan masalah diatas penyusun dapat merumuskan masalah yang akan dipecahkan, yaitu diantaranya :
1. Bagaimana merancang modifikasi sistem pengapian EFI pada sepeda
motor Honda Legenda?
2. Bagaimana melakukan modifikasi sistem pengapian EFI pada sepeda motor Honda Legenda?
3. Bagaimana kinerja motor setelah dilakukan modifikasi sistem pengapian EFI terkait dengan konsumsi bahan bakar, emisi gas buang dan performa
mesin? E. Tujuan
Tujuan dari pembuatan proyek akhir ini adalah diantaranya :
1. Dengan sistem pengapian EFI dapat mengurangi konsumsi bahan bakar. 2. Dapat mengurangi emisi gas buang setelah dilakukan proses modifikasi.
3. Dapat meningkatkan performa mesin setelah dilakukan modifikasi.
4. Dapat mengetahui perbedaan kinerja sepeda motor sebelum dan setelah dilakukan modifikasi sistem pengapian EFI terkait dengan konsumsi
bahan bakar, emisi gas buang dan performa mesin.
F. Manfaat
1. Membantu mengetahui dan memperdalam pengetahuan mengenai sistem
pengapian EFI beserta komponen-komponen yang digunakan pada modifikasi tersebut.
2. Mengurangi konsumsi bahan bakar dan memperbaiki emisi gas buang
yang dihasilkan sepeda motor agar lebih efisien dan ramah lingkungan. 3. Meningkatkan kinerja, kemampuan dan mutu mahasiswa.
G. Keaslian Gagasan
Teknologi sistem bahan bakar injeksi merupakan pengembangan dari sistem bahan bakar yang ada sebelumnya, yaitu sistem bahan bakar
karburator. Teknologi sistem pengapian EFI diasumsikan lebih efisien dan lebih rendah emisi dibandingkan dengan teknologi sistem pengapian CDI. Dengan adanya hal tersebut dan kemampuan yang dimiliki penulis, maka
muncul gagasan untuk melakukan modifikasi sistem pengapian EFI pada sepeda motor Honda Legenda yang masih menggunakan sistem pengapian
8
PENDEKATAN PEMECAHAN MASALAH
A.Sistem Pengapian
Sistem pengapian merupakan bagian yang sangat penting pada suatu kendaraan, karena sistem ini berhubungan dengan sistem kerja suatu mesin kendaraan. Sistem pengapian pada motor bensin berfungsi mengatur proses
pembakaran campuran bensin dan udara di dalam silinder sesuai waktu yang sudah ditentukan yaitu pada akhir langkah kompresi. Permulaan pembakaran diperlukan, karena pada motor bensin pembakaran tidak bisa terjadi dengan
sendirinya. Pembakaran campuran bensin-udara yang dikompresikan terjadi di dalam silinder setelah busi memercikkan bunga api, sehingga diperoleh tenaga
akibat pemuaian gas hasil pembakaran, mendorong piston ke Titik Mati Bawah (TMB) menjadi langkah usaha. Agar busi dapat memercikkan bunga api, maka diperlukan suatu sistem yang bekerja secara akurat. Sistem pengapian terdiri dari
berbagai komponen, yang bekerja bersama-sama dalam waktu yang sangat cepat dan singkat (Jalius Jama : 2008).
1. Syarat Sistem Pengapian
Agar mesin dapat bekerja dengan baik, maka ada beberapa syarat yang harus dimiliki mesin bensin tersebut, yaitu :
Pada saat campuran bensin-udara dikompresi di dalam silinder,
maka kesulitan utama yang terjadi adalah bunga api meloncat di antara celah elektroda busi sangat sulit, hal ini disebabkan udara merupakan tahanan listrik dan tahanannya akan naik pada saat dikompresikan.
Tegangan listrik yang diperlukan harus cukup tinggi, sehingga dapat membangkitkan bunga api yang kuat di antara celah elektroda
busi (Jalius Jama: 2008)
Terjadinya percikan bunga api dipengaruhi oleh pembentukan tegangan induksi yang dihasilkan dari proses pengapian. Semakin tinggi
teganag yang dihasilkan maka semakin kuat bunga api yang dihasilkan. b. Saat pengapian harus tepat
Untuk memperoleh pembakaran yang sempurna, maka campuran bensin dan udara yang paling tepat. Saat pengapian harus dapat berubah mengikuti berbagai perubahan kondisi operasional mesin.
Saat pengapian dari campuran bensin dan udara adalah saat terjadinya percikan bunga api busi beberapa derajat sebelum Titik Mati
Atas (TMA) pada akhir langkah kompresi. Saat terjadinya percikan waktunya harus ditentukan dengan tepat supaya dapat membakar dengan sempurna campuran bensin dan udara agar dicapai energi
maksimum.
Setelah campuran bahan bakar dibakar oleh bunga api, maka
pembakaran den gan pencapaian tekanan pembakaran maksimum.
Dengan demikian, agar diperoleh output maksimum pada engine dengan tekanan pembakaran mencapai titik tertinggi, periode perambatan api harus diperhitungkan pada saat menentukan saat
pengapian (ignition timing).
Gambar 1. Proses pengapian (Jalius Jama: 2008)
Bila saat pengapian dimajukan terlalu jauh (titik A) maka tekanan pembakaran maksimum akan tercapai sesudah TMA. Karena tekanan di
dalam silinder akan menjadi lebih tinggi dari pada pembakaran dengan waktu yang tepat, pembakaran campuranudara bahan bakar yang spontan akan terjadi dan akhirnya akan terjadi knocking atau detonasi.
Knocking atau detonasi merupakan ledakan yang menghasilkan gelombang kejutan berupa suara ketukan karena naiknya tekanan yang
besar dan kuat yang terjadi pada akhir pembakaran. Knocking yang berlebihan akan mengakibatkan katup, busi dan torak terbakar. Saat pengapian yang terlalu maju juga bisa menyebabkan suhu mesin
Sedangkan apabila pengapian terlalu mundur maka tekana
pembakaran akan menurun karena piston sudah menuju Titik Mati Bawah (TMB), sehingga tenaga mesin berkurang dan bahan bakar menjadi boros.
c. Sistem pengapian harus kuat dan tahan
Sisem pengapian harus kuat dan tahan terhadap perubahan yang
terjadi setiap saat pada ruang mesin atau perubahan kondisi operasional kendaraan; harus tahan terhadap getaran, panas, atau tahan terhadap tegangan tinggi yang dibangkitkan oleh sistem pengapian itu sendiri.
Komponen-komponen sistem pengapian seperti koil pengapian, kondensor, kabel busi (kabel tegangan tinggi) dan busi harus dibuat
sedemikan rupa sehingga tahan pada berbagai kondisi. Misalnya dengan naiknya suhu di sekitar mesin, busi harus tetap tahan (tidak meleleh) agar bisa terus memberikan loncatan bunga api yang baik. Oleh karena
itu, pemilihan tipe busi harus benar-benar tepat.
2. Koil Pengapian
Untuk menghasilkan percikan, maka listrik harus melompat melewati celah udara yang terdapat di antara dua elektroda pada busi.
Karena udara merupakan isolator,tegangan yang sangat tinggi dibutuhkan untuk mengatasi tahanan dari celah udara tersebut. Koil pengapian
tegangan tinggi (10KV atau lebih) yang diperlukan untuk menghasilkan
loncatan bunga apiyang kuat pada celah busi dalam sistem pengapian. Pada koil pengapian, kumparan primer dan sekunder digulung pada inti besi. Kumparan tersebut akan menaikan tegangan yang diterima dari
baterai menjadi tegangan tinggi melalui induksi elektromagnet.
Gambar 2. Rangkaian primer ketika platina tertutup
(Jalius Jama: 2008)
Medan magnet akan dibangkitkan pada saat arus mengalir pada
gulungan (kumparan) primer. Garis gaya magnet yang dibangkitkan pada inti besi berlawanan dengan garis gaya magnet dalam kumparan primer.
Gambar 3. Rangkaian primer saat platina membuka
Arus yang mengalir pada rangkaian primer tidak akan segera
mencapai maksimum, karena adanya perlawanan oleh induksi diri pada kumparan primer. Diperlukan waktu agar arus maksimum pada rangkaian primer dapat tercapai (Jalius Jama: 2008).
Bila arus mengalir dalam kumparan primer dan kemudian arus tersebut diputuskan tiba-tiba, maka akan dibangkitkan tegangan dalam
kumparan primer berupa induksi sendiri sebesar 300 – 400 V, searah dengan arus yang mengalir sebelumnya. Arus ini kemudian mengalir dan disimpan untuk sementara dalam kondensor. Apabila platina menutup
kembali maka muatan listrik yang ada dalam kondensor tersebut akan mengalir ke rangkaian, sehingga arus primer segera menjadi penuh.
Gambar 4. Hubungan kumparan primer dan kumparan sekunder
(Jalius Jama: 2008)
Jika dua kumparan disusun dalam satu garis (dalam satu inti besi) dan arus yang mengalir kumparan primer dirubah (diputuskan), maka akan terbangkitkan tegangan pada kumparan sekunder berupa induksi sebesar
Besarnya arus primer yang mengalir tidak segera mencapai
maksimum pada saat platina menutup, karena arus tidak segera mengalir pada kumparan primer. Adanya tahanan dalam kumparan tersebut, mengakibatkan perubahan garis gaya magnet yang terjadi juga secara
bertahap. Tegangan tinggi yang terinduksi pada kumparan sekunder juga terjadi pada waktu yang sangat singkat.
Besamya tegangan yang dibangkitkan oleh kumparan sekunder ditentukan oleh faktor-faktor sebagai berikut:
a) Banyaknya Garis Gaya Magnet
Semakin banyak garis gaya magnet yang terbentuk dalam kumparan, semakin besar tegangan yang diinduksi.
b) Banyaknya Kumparan
Semakin banyak lilitan pada kumparan, semakin tinggi tegangan yang diinduksikan.
c) Perubahan Garis Gaya Magnet
Semakin cepat perubahan banyaknya garis gaya magnet yang dibentuk
pada kumparan, semakin tinggi tegangan yang dibangkitkan kumparan sekunder.
3. Busi
Tegangan tinggi yang dihasilkan oleh kumparan sekunder koil pengapian, setelah melalui rangkaian tegangan tinggi akan dikeluarkan
adalah untuk mengalirkan arus tegangan tinggi dari tutup busi ke bagian
elektroda tengah ke elektroda sisi melewati celah udara dan kemudian berakhir ke massa.
Busi yang ideal adalah busi yang mempunyai karakteristik yang
dapat beradaptasi terhadap semua kondisi operasional mesin mulai dari kecepatan rendah sampai kecepatan tinggi. Seperti disebutkan di atas busi
dapat bekerja dengan baik bila suhu elektroda tengahnya sekitar 400°C sampai 800°C. Pada suhu tersebut karbon pada insulator akan terbakar habis. Batas suhu operasional terendah dari busi disebut dengan
self-cleaning temperature (busi mencapai suhu membersihkan dengan
sendirinya), sedangkan batas suhu tertinggi disebut dengan istilah
pre-ignition (Jalius Jama: 2008).
Tingkat panas dari suatu busi adalah jumlah panas yang dapat
disalurkan/dibuang oleh busi.
Gambar 6. Pengaruh suhu operasional busi (Jalius Jama: 2008)
Busi yang dapat menyalurkan/membuang panas lebih banyak dan
lebih cepat disebut busi dingin (cold type), karena busi itu selalu dingin, sedangkan busi yang lebih sedikit/susah menyalurkan panas disebut busi panas (hot type), karena busi itu sendiri tetap panas.
Gambar 7. Busi panas dan busi dingin
4. Sistem pengapian CDI
Sistem Pengapian CDI merupakan system pengapian elektronik yang bekerja dengan memanfaatkan pengisian (charge) dan pengosongan (discharge) muatan kapasitor. Proses pengisian dan pengosongan muatan
kapasitor dioperasikan oleh saklar elektronik seperti halnya kontak platina (pada sistem pengapian konvensional).
Pada sistim pengapian elekronik CDI dibagi menjadi dua yaitu: a. Sistim pengapian CDI AC
Sumber tegangan didapat dari alternator, sehingga arus yang
digunakan merupakan arus bolak-balik (AC). Sumber Tegangan, berfungsi sebagai penyedia tegangan yang diperlukan oleh sistem
pengapian. Sumber tegangan system pengapian magnet elektronik AC merupakan sumber tegangan AC (Alternating Current), berupa Alternator (Kumparan Pembangkit/stator dan Magnet/rotor). Alternator
berfungsi untuk mengubah energi mekanis yang didapatkan dari putaran mesin menjadi tenaga listrik arus bolak-balik (AC).
Sistem CDI-AC pada umumnya terdapat pada sistem pengapian elektronik yang suplai tegangannya berasal dari source coil (koil pengisi/sumber) dalam flywheel magnet (flywheel generator). Contoh
Gambar 8. Komponen-komponen CDI – AC (Jalius Jama: 2008)
Cara Kerja Sistem Pengapian CDI-AC
Pada saat magnet permanen (dalam fly wheel magnet) berputar, maka akan dihasilkan arus listrik AC dalam bentuk
induksi listrik dari source coil. Arus ini akan diterima oleh CDI unit dengan tegangan sebesar 100 sampai 400 volt. Arus tersebut
selanjutnya dirubah menjadi arus setengah gelombang (menjadi arus searah) oleh diode, kemudian disimpan dalam kondensor (kapasitor) dalam CDI unit.
Pada saat terjadinya pengapian, pulsa generator akan menghasilkan arus sinyal. Arus sinyal ini akan disalurkan ke gerbang (gate) SCR
Gambar 9. Cara kerja CDI-AC
(Jalius Jama: 2008)
Dengan adanya trigger (pemicu) dari gate tersebut, kemudian SCR akan aktif (on) dan menyalurkan arus listrik dari anoda (A) ke
katoda (K). Dengan berfungsinya SCR tersebut, menyebabkan kapasitor melepaskan arus (discharge) dengan cepat. Kemudian
arus mengalir ke kumparan primer (primary coil) koil pengapian untuk menghasilkan tegangan sebesar 100 sampai 400 volt sebagai tegangan induksi sendiri.
Akibat induksi diri dari kumparan primer tersebut, kemudian terjadi induksi dalam kumparan sekunder dengan tegangan sebesar
15 KV sampai 20 KV. Tegangan tinggi tersebut selanjutnya mengalir ke busi dalam bentuk loncatan bunga api yang akan membakar campuran bensin dan udara dalam ruang bakar.
sistem pengapian CDI tidak memerlukan penyetelan waktu
pengapian seperti pada sistem pengapian konvensional. Pemajuan saat pengapian terjadi secara otomatis yaitu saat pengapian dimajukan bersama dengan bertambahnya tegangan koil pulsa
akibat kecepatan putaran motor. Selain itu SCR pada sistem pengapian CDI bekerja lebih cepat dari contact breaker (platina)
dan kapasitor melakukan pengosongan arus (discharge) sangat cepat, sehingga kumparan sekunder koil pengapian teriduksi dengan cepat dan menghasilkan tegangan yang cukup tinggi untuk
memercikan bunga api pada busi (Jalius Jama : 2008) b. Sistem pangapian CDI DC
Sumber tegangan diperoleh dari tegangan baterai (yang disuplay oleh sistem pengisian), sehingga arus yang digunakan merupakan arus searah (DC). Sumber tegangan DC (Direct Current), berupa Baterai
yang didukung oleh sistem pengisian (Kumparan Pengisian, Magnet dan Rectifier/Regulator), berfungsi sebagai penyedia tegangan DC yang
diperlukan oleh sistem pengapian. Sistem pengapian CDI ini menggunakan arus yang bersumber dari baterai.
Jalur kelistrikan pada sistem pengapian CDI dengan sumber
arus DC ini adalah arus pertama kali dihasilkan oleh kumparan pengisian akibat putaran magnet yang selanjutnya disearahkan dengan
dihubungkan ke kunci kontak, CDI unit, koil pengapian dan ke busi.
Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar berikut :
Gambar 10. Sirkuit sistem pengapian CDI dengan arus DC
(Jalius Jama : 2008)
Cara kerja sistem pengapian CDI dengan arus DC yaitu pada saat
kunci kontak di ON-kan, arus akan mengalir dari baterai menuju sakelar. Bila sakelar ON maka arus akan mengalir ke kumparan penguat arus dalam CDI yang meningkatkan tegangan dari baterai (12 Volt DC
menjadi 220 Volt AC). Selanjutnya, arus disearahkan melalui dioda dan kemudian dialirkan ke kondensor untuk disimpan sementara. Akibat putaran mesin, koil pulsa menghasilkan arus yang kemudian
mengaktifkan SCR, sehingga memicu kondensor/kapasitor untuk mengalirkan arus ke kumparan primer koil pengapian. Pada saat terjadi
pada busi untuk melakukan pembakaran campuran bahan bakar dan
udara.
5. Sistem Pengapian Honda Legenda dan Yamaha Jupiter Z1
Tugas akhir memodifikasi sepeda motor sistim karburator menjadi
sistem injeksi dengan tinjauan sistem pengapian ini memodifikasi antara Honda Legenda dengan Yamaha Jupiter Z1, sehingga kita terlebih dahulu
untuk mengetahui karakteristik sistem pengapian dari masing-masing kendaraan tersebut. Berikut merupakan karakteristik sistem pengapian dari masing-masing kendaraan :
a. Honda Legenda
Honda legenda menggunakan sistem pengapian CDI-AC. Arus
listrik yang dihasilkan oleh stator menuju ke CDI tanpa melewati baterai karena sistem pengapian Honda Legenda adalah sistem bolak-balik (AC), CDI akan meneruskan arus listrik tersebut ke koil saat ada
sensor yang masuk ke CDI. Sensor tersebut adalah pulser (Pick Up Coil), pulser akan bekerja saat ada sensor pulser melewati pulser
tersebut. Pulser akan membuka gerbang pada CDI dan meneruskan arus tersebut ke koil, koil akan menghasilkan arus listrik yang lebih besar karena di dalam koil terjadi induksi magnet. Arus listrik dari koil
akan menuju ke busi dan busi memercikan bunga api. b. Yamaha Jupiter Z1
sistem pengapian DC. Yamaha Jupiter Z1 menggunakan berbagai
sensor untuk melakukan proses pengapian. Sensor tersebut diantaranya adalah CKP (Crankshaft Position Sensor), EOT (Engine Oil Temperature), TPS (Throotle Position Sensor), Oxigen Sensor.
Sensor-sensor tersebut dikontrol oleh ECU (Electronic Control Unit) dan memberikan sinyal untuk proses pengapian.
B.Sistem Pengisian (Charging System)
Sistem kelistrikan sepeda motor seperti sistem stater, sistem pengapian,
sistem penerangan dan intrumen kelistrikan yang lain membutuhkan sumber listrik agar sistem tersebut dapat berfungsi dengan baik. Energi listrik yang
disuplai dari baterai sebagai sumber listrik memiliki jumlah yang terbatas. Sumber listrik dalam baterai akan habis jika terus menerus digunakan untuk menjalankan sistem kelistrikan pada sepeda motor tersebut. Sehingga untuk mengatasi hal
tersebut maka diperlukan sistem pengisian.
Sistem pengisian berfungsi untuk menghasilkan energi listrik agar dapat
mengisi kembali dan mempertahankan kondisi energi baterai agar tetap stabil. Disamping itu, sistem pengisian juga berfungsi untuk mensuplai energi listrik secara langsung kesistem kelistrikan seperti lampu penerangan pada sepeda
motor.
untuk menyearahkan arus bolak-balik (AC) menjadi searah (DC) dan voltage
regulator berfungsi untuk mengatur tegangan yang disuplai ke lampu serta
mengontrol arus pengisian yang masuk ke baterai.
1. Prinsip Kerja Generator
Bila suatu kawat penghantar dililitkan pad inti besi lalu didekatnya digerakkan sebuah magnet, maka akan timbul energi listrik pada kawat
tersebut (Jalius jama : 2008). Timbulnya energi listrik tersebut hanya terjadi saat ujung magnet mendekati dan menjauhi inti besi. Induksi listrik terjadi bila magnet dalam keadaan bergerak saat ujung magnet mendekati
inti besi, garis gaya magnet yang mempengaruhi inti besi akan menguat. Perubahan kekuatan garis gaya magnet tersebut yang akan menimbulkan
induksi listrik.
Gambar 11. Prinsip terjadinya induksi listrik (Jalius Jama : 2008)
2. Persyaratan Sistem Pengisian
Sistem pengisian yang baik setidaknya memenuhi persyaratan, antara lain: a. Sistem pengisian harus bisa mengisi/menyuplai listrik dengan baik pada
b. Sistem pengisian harus mampu mengatur tegangan listrik yang
dihasilkan agar jumlah tegangan yang diperlukan tidak berlebihan (over charging)
3. Tipe Generator
Generator yang digunakan pada sistem pengisian sepeda motor dibedakan menjadi dua, yaitu generator tipe searah (DC) dan tipe bolak-balik (AC).
a. Generator DC
Prinsip kerja dari generator DC sama dengan motor stater, jika di beri arus maka akan berfungsi sebagai motor dan jika diputar dari gaya luar
maka akan berfungsi sebagai generator (Jalius Jama: 2008).
Gambar 12. Rangkaian sistem pengisian tipe DC (Jalius Jama: 2008)
Cara kerja sistem pengisian generator DC adalah pada saat switch stater dihubungkan maka arus akan mengalir dari relay stater ke seri
field coil titeruskan ke armature coil dan berakhir ke massa. Motor
akan berputar untuk memutarkan mesin. Setelah mesin hidup, kontak relay stater putus karena switch stater tidak ditekan, sehingga tidak ada
fungsi menjadi generator karena armature coil saat ini menghasilkan
arus listrik yang disalurkan ke regulator pengisian.
Sistem pengisian tipe DC tidak terlalu banyak digunakan pada sepeda motor karena kurang dapat menghasilkan arus listrik. Salah satu
contoh sepeda motor yang menggunakan generator tipe DC adalah Yamaha RD200 (Jalius Jama: 2008).
b. Generator AC
1) Generator dengan Flywheel Magnet
Generator tersebut banyak digunakan pada scooter dan sepeda motor
kecil lainya. Flyeheel magnet terdiri dari stator dan flywheel rotoryang mempunyai magnet permanen. Stator diletakkan ke salah
satu crankcase. Dalam stator terdapat kumparan sebagai pembangkit listrik.
Gambar 13. Rangkaian generator flywheel magnet (Jalius Jama: 2008)
Keterangan:
3. Komponen stator
4. Piringan stator
5. Contact breaker (platina) 6. Condensor
7. Kumparan penerangan 8. Koil pengapian
Sepeda motor yang sebagian sistem kelistrikannya menggunakan AC (seperti lampu kepala, lampu belakang dan meter lamp) dan sebagian kelistrikan lainya menggunakan DC (seperti
klakson, lampu tanda belok). Rangkaian tersebut dilengkapi dengan rectifier dan regulator. Rectifier digunakan untuk mengubah
sebagian output pengisian menjadi arus DC yang akan masuk ke baterai. Regulator berfungsi untuk mengatur tegangan dan arus AC yang menuju ke sistem penerangan.
Regulator akan bekerja mengatur arus dan tegangan pengisian
yang masuk ke baterai dan mengatur tegangan yang masuk ke lampu agar tegangan yang masuk konstan. Pengaturan tegangan dan arus tersebut berdasarkan kegunaan dari diode zener (ZD)dan thyristor
(SCR). Jika tegangan dalam sistem telah mencapai tegangan yang berlebih maka tegangan tersebut akan dialirkan ke massa.
Cara kerja sistem pengisian generator AC adalah arus AC yang dihasilkan alternator disearahkan oleh rectifier diode. Kemudian arus DC mengalir untuk mengisi baterai. Arus juga mengalir menuju
voltage regulator jika saklar untuk lampu kepala dihubungkan. Pada
saat tegangan baterai belum maksimal, maka ZD masih belum aktif
sehingga SCR juga belum bekerja. Setelah tegangan yang dihasilkan sistem pengisian naik dengan naiknya putaran mesin dan mencapai tegangan maksimal, maka ZD akan bekerja dari arah kebalikan
(katoda ke anoda) menuju gate pada SCR. Selanjutnya SCR akan bekerja mengalirkan arus ke massa. Saat ini proses pengisian ke
baterai berhenti. Ketika tegangan baterai menurun akibat digunakan untuk sistem kelistrikan dan telah berada di bawah standar ZD, maka ZD kembali bekerja. Sehingga SCR akan menjadi off sehingga tidak
ada arus yang dibuang ke massa.
2) Generator AC 3 phase
sistem stater elektrik. Keluaran listrik dari alternator membentuk
gelombang yang saling menyusul, sehingga keluarannya bisa lebih stabil. Hal ini akan membuat output listriknya lebih tinggi.
Salah satu tipe alternator 3 phase yaitu alternator tipe magnet
permanen yang terdiri dari magnet permanen, stator yang membentuk cincin dengan generating coil (kumparan pembangkit)
disusun secara radial dibagian ujung luarnya dan rotor dengan kutup magnetnya dilekatkan didalamnya. Pengaturan tegangan dan penyearah arus pada sistem pengisian alternator 3 phase sama
dengan sistem pengisian 1 phase, namun dalam alternator 3 phase menggunakan voltage regulator secara elektronik.
C.Sistem Injeksi Bahan Bakar (EFI)
Sistem Injeksi adalah sistem pencampuran antara bahan bakar dan udara dikontrol secara elektronik. Bahan bakar disalurkan menggunakan pompa pada tekanan tertentu untuk disemprotkan menggunakan injektor sebagai pencampuran
bahan bakar dan udara yang masuk ke ruang bakar. Sistem EFI harus dapat mampu mensuplai sejumlah bahan bakar yang disemprotkan agar dapat
bercampur dengan udara dalam perbandingan campuran yang sesuai dengan beban dan putaran mesin.
1. Konstruksi Sistem EFI
Konstruksi Sistem EFI dapat dibagi menjadi 3 sistem utama, yaitu: a) Sistem bahan bakar (fuel system)
Komponen yang digunakan untuk menyalurkan bahan bakar ke ruang bakar antara lain tangki bahan bakar (fuel tank), pompa bahan bakar (fuel pump), saringan bahan bakar (fuel filter), pengontrol tekaran bahan bakar
(pressure regulator), selang bahan bakar dan injektor. Sistem bahan bakar berfungsi untuk menyimpan, menyaring, menyalurkan dan menginjeksikan
bahan bakar untuk proses pembakaran mesin. Komponen sistem bahan bakar EFI sepeda motor adalah sebagai berikut :
Gambar 17. Skema aliran bahan bakar motor EFI (Jalius Jama: 2008)
b) Sistem kontrol elektronik (electronic control system)
Dalam sistem kontrol elektronik berfungsi untuk mengontrol jumlah
bahan bakar yang disesuaikan dngan daya, beban, putaran dan temperatur. Pada sistem ini terdapat ECU (Electronic Control Unit) untuk mengatur
jumlah bahan bakar berdasarkan masukan dari sensor-sensor yang ada agar diperoleh campuran bahan bakar danudara yang tepat. Diagram sistem kontrol EFI sepeda motor adalah sebagai berikut :
Gambar 18. Skema sistem kontrol elektronik Supra X 125 PGM-FI (Jalius Jama: 2008)
c) Sistem pemasukan udara (air induction system)
Sistem pemasukan udara berfungsi untuk mengatur dan mengukur aliran
udara yang masuk ke dalam silinder. Komponen dari sistem pemasukan udara terdiri dari : Saringan udara, throttle body dan intake manifold.
2. Cara Kerja EFI
Sistem EFI pada motor diracang agar bisa melakukan penyemprotan bahan bakar dengan jumlah dan waktu penginjeksian ditentukan berdasarkan masukan dari sensor-sensor yang masuk ke ECU. Pengaturan koreksi
perbandingan antara campuran bahan bakar dan udara sangat penting agar mesin dapat bisa bekerja dengan sempurna pada berbagai kondisi. Sehingga
keberadaan sensor-sensor yang memberikan informasi akurat tentang kondisi mesin untuk menentukan unjuk kerja/performance mesin.
Semakin lengkap sensor, maka pendeteksi kondisi mesin menjadi lebih
baik. Sensor tersebut mempunyai karakter untuk mendeteksi suhu, tekanan, putaran, kandungan gas, getaran mesin dan sebagainya. Informasi dari sensor
tersebut bermanfaat bagi ECU untuk diproses sebagai perintah untuk injektor, sistem pengapian, pompa bahan bakar dan sebagainya.
a) Saat penginjeksin dan lamanya penginjeksian
Penginjeksian pada motor bensin dilakukan di ujung intake manifold sebelum katup masuk, sehingga saat penginjeksian tidak sama persis
dengan percikan bunga api. Saat penginjeksian tidak menjadi masalah walau terjadi pada langkah hisap, kompresi, usaha maupun buang karena penginjeksian terjadi sebelum katup masuk. Berarti saat terjadinya
penginjeksian tidak langsung masuk ke ruang bakar selama posisi katup masih menutup.
yang disemprotkan. Dengan demikian naiknya putaran mesin maka
durasi injeksi semakin bertambah karena bahan bakar yang dibutuhkan semakin banyak.
b) Kerja saat kondisi mesin dingin
Saat kondisi mesin masih dingin (saat pagi hari) maka diperlukan campuran bahan bakar dan udara yang lebih banyak. Hal ini disebabkan
penguapan bahan bakar rendah pada saat temperatur masih rendah. Dengan demikian akan terdapat sebagian kecil bahan bakar yang menempel di dinding intake manifold sehingga tidak masuk ke ruang
bakar.
Untuk memperkaya campuran bahan bakar tersebut, pada sistem EFI
dilengkapi dengan sensor temperatur oli mesin. Sensor tersebut mendeteksi kondisi sehu kerja pada mesin, perubahan temperatur yang dideteksi dirubah menjadi sinyal dan dikirim ke ECU selanjutnya ECU
akan mengolah data tersebut kemudian memberikan perintah kepada injektor untuk meningkatkan durasi injeksi agar bahan bakar yang
disemprotkan menjadi lebih banyak. c) Cara kerja saat putaran rendah
Pada saat putaran mesin masih rendah dan suhu mesin sudah mencapai
suhu kerja, maka ECU akan mengontrol dan memberikan sinyal kepada injektor untuk memberikan durasi injeksi sebentar saja karena sensor TPS (Throttle Potition Sensor) masih menutup. Untuk aliran udara saat
putaran stasioner. Berdasarkan data dari TPS tersebut, ECU akan
memberikan tegamgan ke injektor. Lamanya penyemprotan tidak terlalu lama karena bahan bakar yang dibutuhkan masih sedikit.
d) Cara kerja saat putaran menengah dan tinggi
Pada saat putaran mesin dinaikan maka ECU menerima data dari TPS. TPS mendeteksi bukaan katup throttle, saat itu sensor memberikan sinyal
ke ECU kemudian mengolahnya dan selanjutnya akan memberikan tegangan ke injektor untuk menaikan durasi injeksi. Disamping itu timing pengapian juga dimajukan agar tetap tercapai pembakaran yang optimal.
e) Cara kerja saat akselerasi (Percepatan)
Pada saat akselerasi maka bukaan katup throttle dideteksi oleh sensor
TPS sehingga sinyal dikirim ke ECU untuk di proses dan memberikan sinyal ke injektor untuk menambah durasi injeksi disamping itu juga memajukan pengapian.
3. Komponen Sistem Injeksi
a. Sistem bahan bakar
1) Tangki bahan bakar
Tangki bahan bakar berfungsi untuk menyimpan bahan bakar sementara sebelum didistribusikan ke ruang bakar.
2) Pompa bahan bakar
Berfungsi untuk memompa bahan bakar dan memberikan tekanan
3) Filter bahan bakar
Berfungsi untuk menyaring kotoran agar tidak masuk ke saluran injektor.
4) Selang bahan bakar
Berfungsi untuk menyalurkan bahan bakar dari pompa bahan bakar ke injektor. Selang bahan bakar harus kuat terhadap tekanan karena
sebelum sampai pada injektor, bahan bakar didalam selang sudah bertekanan dengan pompa bahan bakar.
5) Injektor
Injektor berfungsi untuk menyemprotkan bahan bakar ke saluran masuk (intake manifold).
b. Sistem kontrol elektronik 1) ECU
ECU berfungsi untuk menerima data atau informasi dari sensor yang
ada. Selanjutnya ECU akan memberikan sinyal ke aktuator. ECU juga berfungsi untuk mengontrol sistem kelistrikan pada kendaraan.
2) TPS (Throttle Position Sensor)
Berfungsi untuk mendeteksi bukaan throttle untuk mengetahui kondisi mesin saat digas.
3) Engine Oil Temperature (EOT)
Berfungsi untuk mendeteksi suhu kerja mesin sekaligus sebagai data
head, dimana ujung sensor berhubungan langsung dengan oli
pelumas. 4) Oxygen sensor
Berfungsi untuk mendeteksi oksigen sebagai input ke ECU untuk
mengatur jumlah bahan bakar yang disemprotkan. c. Sistem induksi udara
1) Filter udara
Berfungsi untuk menyaring udara agar kotoran tidak masuk ke ruang bakar, sehingga tidak merusak dinding silinder.
2) Intake manifold
Berfungsi untuk menyalurkan udara dan bahan bakar dari injektor ke
ruang bakar.
D.Perencanaan Proses Modifikasi
Setelah melakukan pendekatan permasalahan yang ada maka langkah selanjutnya yang akan ditempuh adalah melakukan rencana proses modifikasi.
Sebelum melakukan proses modifikasi, ada faktor-faktor yang dapat mempengaruhi efisiensi pembakaran. Langkah ini diambil untuk menentukan bagaimana tahapan-tahapan proses modifikasi akan dilakukan, bertujuan untuk
Berikut ini faktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi pembakaran pada motor
bensin, antara lain :
1. Perbandingan Kompresi
Perbandingan kompresi menentukan efisiensi thermis mesin.
Dalam batas-batas tertentu, perbandingn tekanan kompresi yang tinggi meningkatkan kinerja pembakaran mesin sehingga secara otomatis
pemakaian bahan bakar lebih hemat dan emisi gas buang menjadi rendah, namun, tekanan kompresi tinggi cenderung mengakibatkan knocking dan menghasilkan emisi tinggi, yang disebabkan oleh kenaikan suhu dalam
ruang bakar. Hal ini menyebabkan reaksi pembakaran lebih awal sehingga campuran bahan bakar dan udara terbakar dengan sendirinya sebelum busi
memercikan api (Zainal Arifin dan Sukoco : 2009). 2. Konstruksi Mesin
Konstruksi mesin mempengaruhi kerja pembakaran dan otomatis
mempengaruhi gas buang. Oleh Karena itu, konstruksi mesin dirancang sedemikian rupa agar memenuhi tingkat kinerja optimal dan juga
mempertimbangkan hasil emisi. Perubahan konstruksi mempengaruhi efisiensi thermis pembakaran, sekaligus meningkatkan kualitas gas buang (Zainal Arifin dan Sukoco : 2009).
3. Perbandingan Campuran Udara dan Bahan Bakar
Perbandingan campuran yang sesuai agar dapat menghasilkan
merupakan tekanan saat piston di TMA, tekanan kompresi dapat
berkurang karena adanya kebocoran di sekitar piston seperti gasket, keausan piston maupun dinding piston. Menurunnya tekanan kompresi dapat mempengaruhi performa mesin. Sudut pengapian saat pengapian
mempengaruhi performa mesin, pengapian terlalu maju dapat mengakibatkan tekanan pembakaran maksimal akan tercapai sesudah
TMA. Karena tekanan di dalam silinder menjadi lebih tinggi dari pada pembakaran dengan waktu yang tepat, sehingga pembakaran bensin dan udara spontan akan terjadi dan akhirnya akan terjadi detonasi. Jika
pengapian terlalu mundur maka tekanan pembakaran akan menurun karena piston sudah menuju TMB terlalu jauh, sehingga tenaga outpun mesin
akan menurun dan bahan bakar akan boros.
41
KONSEP RANCANGAN
Modifikasi sistem bahan bakar konvensional menjadi sistem EFI pada
sepeda motor Honda Legenda ini terdiri dari dua bagian, yaitu modifikasi sistem
bahan bakar dan modifikasi sistem pengapian, pada proyek akhir ini akan
membahas mengenai perancangan dan proses modifikasi pada bagian sistem
pengapian sesuai dengan judul yang diajukan. Tugas Akhir ini dirancang dengan
sedemikian rupa sehingga dalam modifikasi sistem bahan bakar konvensional
menjadi sistem EFI ini semua perangkat dan komponen yang ada dalam sistem
bahan bakar EFI (Engine Fuel Injection) dapat terpasang secara baik, aman, dan
mampu bekerja dengan optimal. Modifikasi sistem bahan bakar konvensional
menjadi EFI sepeda motor Honda Legenda ini diharapkan dapat berfungsi untuk
meningkatkan efisiensi konsumsi bahan bakar dan mengurangi emisi gas buang
pada sepeda motor.
A. Analisa Kebutuhan Modifikasi
Dalam modifikasi sistem kontrol injeksi pada Honda Legenda ini perlu
adanya beberapa rancangan yaitu penempatan rotor dan stator agar didapat timing
pengapian yang tepat serta pengisian yang maksimal untuk mensuplai arus ke
baterai, kemudian peletakan sensor-sensor yang sesuai dengan fungsinya yaitu
untuk mengukur temperatur mesin, mengukur kandungan oksigen yang terdapat
Adapun dari modifikasi sistem pengapian pada Honda Legenda ini perlu
disiapkan beberapa alat dan bahan/komponen injeksi untuk mempermudah dan
mempercepat proses pengerjaan modifikasi serta proses pengujian pada hasil
akhir dari modifikasi. Peralatan dan bahan/komponen yang diperlukan antara lain:
1. Rencana Kebutuhan Alat
Beberapa peralatan yang akan digunakan untuk proses pengerjaan
modifikasi serta proses pengujian dari hasil modifikasi sistem bahan bakar
injeksi ini diantaranya adalah:
a. Tool Box
b. Kunci T8, T10, T12, T14
c. 1 set kunci shock
d. Tracker magnet honda Legenda
e. Multimeter
k. Tecnotest Stargas 898 Global Diagnosis (Exhaust Gas Analyser)
l. Stopwatch
m. Burret ukur
2. Rencana Kebutuhan Komponen
Rencana bahan/komponen yang diperlukan dalam modifikasi sistem
pengapian EFI, antara lain:
a. ECM (Elektronic Control Module)
b. O2 Sensor
Modifikasi sistem bahan bakar konvensional menjadi EFI pada sepeda
motor Honda Legenda menurut sistem pengapian yang merupakan sistem
penghasil tegangan listrik ini meliputi beberapa komponen mulai komponen yang
ada pada generator hingga ke koil pengapian maupun busi. Komponen-komponen
tersebut terdiri dari adalah rotor generator, stator, pick-up coil, baterai, Rectifier,
ECU (Electronic Control Unit), O2 sensor, thermo sensor, ignition coil, dan busi.
Perancangan modifikasi sistem ini meliputi pemasangan
komponen-komponen dari sistem pengapian dan pengisian yang akan digunakan pada Honda
Legenda. Sebelum melakukan tahap-tahap perancangan modifikasi, tahap pertama
terlebih dahulu adalah menentukan komponen-komponen injeksi yang akan
teknologi injeksi, sehingga komponen-komponen injeksi yang ada memiliki
beragam dimensi ukuran dan spesifikasi serta harga yang berbeda-beda, maka dari
itu pemilihan komponen-komponen injeksi yang akan digunakan ditentukan dari
beberapa faktor diantaranya dari faktor dimensi ukuran komponen, kemudian dari
faktor harga serta dari spesifikasi yang sesuai atau mendekati dengan kapasitas
mesin dari Honda Legenda.
Berdasarkan faktor tersebut serta dari beberapa kajian teori yang
sebelumnya dibahas, komponen-komponen injeksi yang akan digunakan pada
modifikasi ini adalah komponen injeksi dari Yamaha Jupiter Z1, karena
komponen sistem injeksi Yamaha Jupiter Z1 memiliki dimensi yang hampir sama
dengan Honda Legenda dan tidak banyak melakukan perubahan pada rotor karena
ukuran rotor Legenda dengan Jupiter Z1 sama , selain itu komponen-komponen
injeksi Yamaha Jupiter Z1 ini paling ekonomis dalam hal harga jika dibandingkan
dengan yang lain seperti pada Honda Revo FI . Selain itu kapasitas mesin Honda
Gambar 20. Wiring Diagram Yamaha Jupiter Z1
Tabel 1. Perbedaan harga komponen
Jumlah Rp 2.680.900,- Rp 2.811.000,-
Setelah komponen injeksi yang akan digunakan telah ditentukan, maka tahap
perancangan modifikasi selanjutnya adalah sebagai berikut:
1. Perancangan Letak Stator dan Rotor
Perancangan letak stator dan rotor sekaligus juga menentukan
pengapian dan pengisian, pada modifikasi sistem pengapian ini terletak
Yamaha Jupiter Z1. Adapun beberapa perancangan untuk letak stator dan
rotor yaitu sebagai berikut:
a. Perancangan Stator
Gambar 21. Stator Legenda (kiri) dan Jupiter Z1(kanan)
Perancangan stator ini untuk menentukan letak stator sebagai
komponen yang berfungsi sebagai pengisian, perancangan stator
memperhatikan bentuk dimensi dari komponen tersebut agar stator dapat
dipasang dan berfungsi sebaimana mestinya. Sesuai dengan tahapan
sebelumnya yaitu menentukan komponen yang akan digunakan, stator
yang akan digunakan pada modifikasi ini adalah stator Jupiter Z1 yang
berdiameter luar 90 mm dan diameter dalam 36 mm. Sedangkan stator
Legenda mempunyai diameter luar 83 mm dan diameter dalam 29 mm.
Diameter dalam stator Legenda dan Jupiter Z1 mempunyai selisih 7 mm
dudukan berupa almunium yang dilas di cover crankcase kiri Legenda
yang harus membubut dudukan stator Legenda.
b. Perancangan Rotor
Gambar 22. Rotor Jupiter Z1(kiri) dan Legenda (kanan)
Pada modifikasi ini rotor yang akan digunakan sesuai pada tahapan
pemilihan komponen yaitu menggunakan rotor dari Jupiter Z1. Rotor
Jupiter Z1 memiliki diameter luar 113 mm dan diameter dudukan poros
engkol 15,7 mm. Sedangkan untuk Honda Legenda memiliki diameter
luar 111 mm dan diameter dudukan poros engkol sama dengan Yamaha
Jupiter Z1. Untuk letak tonjolan pick up pengapian antara Legenda dan
Jupiter Z1 memiliki perbedaan, pada Legenda jarak antara titik T dengan
tonjolan titik pengapian 105̊ sedangkan Jupiter Z1 jarak antara titik T
pengapian, maka perlu adanya modifikasi memindah tempat coakan spin
pada rotor Yamaha Jupiter Z1.
Gambar 23. Rotor Jupiter Z1 yang akan dipasang pada Legenda
Dengan selisih diameter luar 2 mm maka cover crankshaft
Legenda masih bisa digunakan, sedangkan untuk diameter poros engkol
langsung bisa dipasang karena memiliki diameter yang sama
2. Perancangan Letak Sensor-sensor
Sensor diletakkan sesuai dengan fungsi dan kerja sensor tersebut, seperti
sensor oksigen yang diletakkan disaluran gas buang dari mesin dan sensor
temperatur oli yang diletakkan didekat piston agar dapat mendeteksi
a. Sensor Oksigen
Sensor oksigen berfungsi untuk mendeteksi kadar oksigen yang
terdapat pada gas buang yang dihasilkan oleh mesin. Untuk itu letak
sensor oksigen harus bersinggungan langsung dengan gas buang.
Awal mula proses modifikasi, cylinder head dilepas sesuai dengan
prosedur. Kemudian bagian cylinder head yang bersinggungan dengan gas
buang dibor dengan ukuran 14mm. setelah dilakukan pengeboran maka
langkah selanjutnya adalah proses membuat alur dengan ukuran 17mm
untuk pemasangan sensor oksigen tersebut.
b. Sensor Temperatur Oli
Sensor temperatur oli berfungsi untuk mendeteksi temperatur kerja
mesin, untuk itu peletakan sensor harus mendekati piston dan berhubungan
langsung dengan oli pelumas.
Pelaksanaan pemasangan sensor temperatur oli adalah melepas
cylinder head sesuai dengan prosedurnya, kemudian melepas cylinder
blok. Setelah itu, diletak yang sudah ditentukan cylinder blok digerinda
agar rongga didalamnya dapat dilas aluminium untuk menambahkan bahan
aluminium sebagai dudukan sensor temperatur oli. Setelah dilas
aluminium permukaan yang telah ditentukan, dibor hingga tembus ke jalur
timming chain bertujuan agar oli pelumas yang berada sekitar piston dapat
turun sehingga melumasi sensor oli untuk mendeteksi temperatur kerja
Gambar 25. Letak sensor temperatur oli
C. Langkah Modifikasi
Berdasarkan beberapa tahap perancangan, analisa kebutuhan serta
rancangan pengujian sebelumnya maka pada modifikasi sistem injeksi ada
beberapa langkah kerja, yaitu sebagai berikut:
1. Menentukan letak tonjolan pengapian rotor Jupiter Z1.
2. Memasang rotor ke poros engkol Legenda.
3. Pembuatan dudukan aluminium sebagai dudukan stator yang dipasang di
cover crankcase kiri.
4. Memasang dudukan stator di cover crankcase kiri Legenda agar sesuai
dengan stator Jupiter Z1 yang mempunyai selisih 7 mm lebih besar dari
stator Legenda.
5. Menentukan letak sensor-sensor sesuai dengan kegunaannya. Sensor
temperatur oli diletakkan di cylinder blok yang bersinggungan langsung
dengan oli, sedangkan sensor oksigen diletakan di cylinder head yang
bersinggungan langsung dengan gas buang.
6. Memasang sensor temperatur oli di cylinder block dengan menambahkan las
7. Melubangi cylinder block yang telah ditentukan sebagai letak sensor
temperatur, diameter lubang dudukan 12 mm dan membuat drat alur sesuai
dengan ukuran sensor temperatur.
8. Melubangi cylinder head dengan mata bor ukuran 14 mm, kemudian
membuat alur ukuran 17 mm.
9. Memasang kabel bodi (wire harness) Jupiter Z1 ke bodi Legenda.
10. Pasang soket kabel ke sensor sesuai dengan dudukan sensor agar dapat
bekerja sesuai dengan fungsinya.
11. Merangkai jalur penerangan Legenda menggunakan kabel bodi Jupiter Z1.
12. Pengujian konsumsi bahan bakar yang dilakukan dengan menggunakan
burret pada beberapa variasi putaran mesin.
13. Pengujian emisi gas buang dengan menggunakan alat Tecnotest Stargas 898
Global Diagnosis (exhaust gas analyser). Pengujian dilakukan sebelum dan
sesudah modifikasi.
14. Pengujian performa mesin di Mototech menggunakan Dynotest. Pengujian
performa dilakukan sebelum dan sesudah modifikasi.
D. Rancangan Pengujian
Rancangan pengujian dimaksudkan untuk mengetahui perbedaan kinerja
dari mesin Honda Legenda tersebut dari sebelum dilakukan modifikasi hingga
sudah dilakukan modifikasi. Pengujian pada proses modifikasi ini terdiri dari tiga
pengujian yaitu diantaranya pengujian konsumsi bahan bakar dan pengujian emisi
gas buang yang rencananya akan dilakukan di bengkel otomotif Jurusan Otomotif
daya dan torsi yang dihasilkan mesin yang rencananya akan dilakukan di
Mototech yang beralamatkan di Jl. Ringroad Selatan, Kemasan, Singosaren,
Banguntapan, Bantul, Yogyakarta. Adapun rencana langkah-langkah pengujian
modifikasi sistem bahan bakar injeksi pada Honda Legenda sebagai berikut:
1. Pengujian Fungsi Komponen
Pengujian fungsi komponen bertujuan untuk mengetahui kondisi
komponen yang digunakan pada sistem injeksi. Pengujian dilakukan pada
setiap komponen, meliputi : generator, pick-up coil, fuel pump, EOT (Engine
Oil Temperature), O2 Sensor, MAP Sensor, TPS (Throttle Position Sensor),
IATS (Intake Air Temperature Sensor), Injektor, Koil pengapian.
a. Generator
Generator dapat diuji dengan cara mengukur tegangannya saat
rotor berputar. Pengujian dilakukan dengan multimeter selector pada 250
ACV, test lead merah ditempelkan pada sumber tegengan generator
sedangkan test lead hitam ditenpelkan pada ground. Apabila jarum
multimeter dapat bergerak maka generator tersebut berfungsi.
b. Pick-up coil
Pengujian pick-up koil dilakukan dengan cara menggunakan
multimeter pada selector 0.5 DCV. Test lead merah ditempelkan pada
kabel warna merah, test lead hitam ditempelkan pada kabel warna putih,
dengan kedua test lead masih menempel maka langkah selanjutnya adalah
mendekatkan logam (besi) pada pick-up coil. Apabila jarum bergerak
c. Pompa bahan bakar (fuel pump)
Pengujian pompa bahan bakar dengan cara menyambungkan
terminal pompa positif (+) dengan baterai positif (+), terminal pompa
negatif (-) dengan baterai terminal baterai negatif (-). Cara pengujiannya
cukup terminal positif pompa bahan bakar ditempelkan pada terminal
positif baterai, pada saat ditempelkan tedengar bunyi pompa maka pompa
tersebut berfungsi.
d. EOT (Engine Oil Temperature)
Pemeriksaan EOT dapat dilakukan dengan mengukur nilai resistor
menggunakan Ohm meter pada kedua terminal EOT. Tahanan EOT
mencapai 0.2kΩ, semakin tinggi suhu EOT maka semakin berkurang nilai
resistornya.
e. O2 Sensor
Konstruksi oksigen sensor terdiri dari Zircomium (ZrO2)
(semacam matrial keramik) dan dilapisi dengan platina pada bagian luar
maupun dalamnya. Oksigen sensor menghasilkan tegangan rendah (0-1
V), campuran kurus terdapat banyak oksigen pada gas buang sehingga
menghasilkan tegangan rendah (0,1-0,4 V), campuran kaya kandungan
oksigen pada gas buang rendah sehingga oksigen sensor menghasilkan
tegangan lebih tinggi (0,6-1V). Apabila O2 sensor tidak mengeluarkan
tegangan pada saat mesin bekerja, maka oksigen sensor dapat dipastikan
f. MAP Sensor, TPS (Throttle Position Sensor), IATS (Intake Air
Temperature Sensor)
Pengujian TPS, Map Sensor, IATS dilakukan dengan cara yang
sama, yaitu dengan cara mengukur tegangan yang keluar dari
sensor-sensor tersebut. TPS, MAP Sensor, dan IATS terletak pada throotle body,
sensor tersebut mendapatkan tegangan dari ECU sebesar 5 volt. Salah
satu cara untuk mengetahui kerja fungsi dari sensor tersebut dengan cara
mencabut soket pada throotle bodi pada saat mesin bekerja, apabila mesin
mati maka sensor-sensor tersebut bekerja dengan normal.
g. Injektor
Fungsi injektor adalah menyemprotkan butiran-butiran bahan
bakar. Untuk mengetahui fungsi dari injektor tersebut dengan cara
menguji tahanan menggunakan multimeter, apabila injektor mempunyai
tahanan. Langkah selanjutnya adalah menguji penyemprotan bahan bakar
dengan cara memasang injektor dengan socket kabel dari ECU kemudian
kunci kontak pada posisi ON dan memutar poros engkol, bila injektor
meyemprotkan bahan bakar maka injektor tersebut berfungsi.
h. Pengujian keseluruhan komponen
Pengujian keseluruhan komponen deilakukan pada saat semua
komponen terpasang pada masing-masing tempat, pengujian
membutuhkan alat berupa scanner. Pengujian ini bertujuan untuk
mengetahui kerja keseluruhan komponen apakah berfungsi dengan baik
tersebut akan mendeteksi dengan kode berupa angka yang menunjukan
komponen tersebut.
2. Pengujian Konsumsi Bahan Bakar
Pengujian konsumsi bahan bakar dilakukan untuk mengetahi kebutuhan
bahan bakar pada mesin sebelum dan sesudah modifikasi dengan cara
mengukur konsumsi bahan bakar menggunakan alat ukur (burret) yang ada di
kampus dengan waktu yang ditentukan selama 60 detik dalam berbagai
putaran mesin (idle, putaran rendah, putaran sedang dan putaran tinggi).
Pengujian dilakukan dua kali, yaitu sebelum dilakukan modifikasi dan
sesudah dilakukan modifikasi.
3. Pengujian Emisi Gas Buang
Pengujian emisi gas buang dilakukan dengan cara mengukur tingkat
emisi atau kandungan gas yang terkandung dalam emisi yang dihasilkan
mesindengan menggunakan alat Tecnotest Stargas 898 Global Diagnosis
(Exhaust Gas Analyser) yang ada di bengkel kampus. Pengujian emisi gas
buang dilakukan dua kali yaitu sebelum modifikasi dan sesudah dimodifikasi
menjadi injeksi. Hal ini untuk mengetahui perbedaan dan perbandingan
kandungan emisi gas buang sebelum dan sesudah dimodifikasi menjadi
injeksi.
Data yang diambil dari pengujian ini berupa jumlah kandungan setiap
gas yang terkandung pada emisi gas buang yang dihasilkan dalam satuan %
seperti CO,CO2, O2 dan HC yang dinyatakan dalam satuan ppm. Serta lambda
dan dinyatakan tanpa satuan (Zainal Arifin dan Sukoco: 2009). Selanjutnya
dilakukan perbandingan dari data emisi gas buang yang diperoleh dari
pengujian sebelum dilakukan modifikasi dan sesudah dilakukan modifikasi
tersebut. Jika emisi gas buang yang dihasilkan dari mesin setelah
dimodifikasi menunjukan emisi gas buang yang lebih baik seperti misalnya
kandungan HC dan CO yang lebih rendah dan nilai lambda (λ) yang
mendekati satu, maka modifikasi sistem injeksi pada Honda Legenda telah
berhasil membuat emisi gas buang yang dihasilkan lebih ramah lingkungan.
4. Pengujian Performa Mesin
Pengujian performa mesin dilakukan dengan cara mengukur daya
maksimal beserta torsi maksimal yang dihasilkan mesin. Pengujian peforma
tersebut menggunakan alat Dyno Test yang mana alat tersebut tidak terdapat
pada bengkel otomotif kampus.sehingga pengujian performa dilakukan di
Mototech (Jl. Ringroad Selatan, Kemasan, Banguntapan, Bantul,Yogyakarta).
Pengujian performa dilakukan dua kali yaitu sebelum dan sesudah
modifikasi. Data yang diambil dari pengujian ini berupa kurva atau grafik
yang menunjukan pada tingkat rpm berapa daya maksimal dan torsi maksimal
dapat tercapai. Kemudian melakukan perbandingan dari data pengujian
sebelum dilakukan modifikasi dengan data sesudah dilakukan modifikasi.
Jika data setelah dilakukan modifikasi menunjukan daya maksimal dan torsi
maksimal yang lebih besar, maka modifikasi injeksi ini dapat meningkatkan
